51單片機課程 第4次課.ppt

1、第三章 MCS-51指令系統(tǒng) Instruction Set,2020年8月12日2時55分,51系列單片機指令集含有111條指令,每條指令在程序存儲器ROM中占據(jù)一定的空間，以字節(jié)為單位。按指令所占字節(jié)數(shù)分類 ： 單字節(jié)(49條) 雙字節(jié)(46條) 3字節(jié)(16條),2020年8月12日2時55分,每條指令在執(zhí)行時要花去一定的時間，以機器周期為單位。按指令執(zhí)行時間分類： 單周期(64條) 雙周期(45條) 4周期(2條),2020年8月12日2時55分,按指令的功能分類，可分為5大類： 數(shù)據(jù)傳送類（29條） 算術(shù)運算類（24條） 邏輯運算及移位類（24條） 控制轉(zhuǎn)移類（17條） 位操作類（1

2、7條）,2020年8月12日2時55分,指令格式,標(biāo)號：操作碼 目的操作數(shù) ，源操作數(shù) ；注釋 例：Loop: MOV R0, #50H ；(R0)=50H,方括符 表示可選項 標(biāo)號代表指令所在地址，1-8個字母/數(shù)字，“:”結(jié)尾 操作碼就是指令功能助記符，指令實體 目的操作數(shù) 源操作數(shù) 注釋，以“;”開頭,2020年8月12日2時55分,常用符號,Rn：工作寄存器中的寄存器R0、R1R7之一，,Ri：工作寄存器中的寄存器R0或R1,#data：8位立即數(shù),#data16：16位立即數(shù),direct：片內(nèi)RAM或SFR的地址（8位）,Ri:間接尋址寄存器,bit：片內(nèi)RAM或SFR的位地址,a

3、ddr11：11位目的地址,addr16：16位目的地址,2020年8月12日2時55分,rel: 補碼形式的8位地址偏移量。 偏移范圍為-128127 /bit：位操作指令中，該位求反后參與操作，不影響該位 X：片內(nèi)RAM的直接地址或寄存器 (X)：X中的內(nèi)容 (X):由X所指指出的單元中的內(nèi)容 ：箭頭左邊的內(nèi)容送入箭頭右邊的單元內(nèi),2020年8月12日2時55分,寄存器尋址 立即尋址 寄存器間接尋址 直接尋址 變址尋址(基址寄存器+變址寄存器間接尋址) 相對尋址 位尋址,尋址方式：指令按地址獲得操作數(shù)的方式 七種尋址方式,一條指令可能含多種尋址方式,3.2 尋址方式,2020年8月12日2

4、時55分,一、 立即尋址 Immediate Addressing,操作數(shù)就包含在指令代碼中，稱為立即數(shù)，用“”表示。 MCS-51 如：MOV P1, #80H MOV R7, #0F5H MOV DPTR，#1245H,操作數(shù)存在程序存儲器中,2020年8月12日2時55分,二、 直接尋址 Direct Addressing 直接使用數(shù)所在單元的地址找到了操作數(shù)，所以稱 這種方法為直接尋址。 操作數(shù)在SFR、內(nèi)部RAM、位地址空間。 如： MOV A，00H MOV C，60H MOV A，0F0H,2020年8月12日2時55分,三、 寄存器尋址 Register Addressing,

5、對選定的工作寄存器R0R7、累加器A、通用寄存器B、地址寄存器DPTR中的數(shù)進行操作。 例：MOV A，R0；將R0工作寄存器中的數(shù)據(jù)送到累加器A中去。,2020年8月12日2時55分,四、 寄存器間接尋址 Register Indirect Addressing,把地址放在另外一個寄存器中，根據(jù)這個寄存器中的數(shù)值決定該到哪個單元中取數(shù)據(jù)。 R0，R1-8位地址，片內(nèi)低128字節(jié)或片外 DPTR-16位，片外64KB MCS-51 如：MOV A，R0 MOVX A，R0 MOVX A，DPTR,操作數(shù)在片內(nèi)RAM中,操作數(shù)在片外RAM中,操作數(shù)在片外RAM中,2020年8月12日2時55分,

6、在51單片機中訪問特殊功能寄存器SFR只能采用直接尋址方式的原因：SFR分布在80H0FFH范圍內(nèi)，而52系列單片機有256字節(jié)的片內(nèi)RAM,其中的80H0FFH的RAM與SFR所占地址重疊。,MOV A, 90H 等效于 MOV A, P1 屬直接尋址 MOV A, R0 ；事先已知 (R0) = 90H 執(zhí)行的操作：A (90H) 屬寄存器間接尋址, 隨意寫的指令如：MOV A, 85H 則是非法的！,于是規(guī)定： 80H0FFH范圍內(nèi)的RAM只能用寄存器間接尋址方式，而SFR只能用直接尋址方式。從而解決了地址沖突的問題。例如：,2020年8月12日2時55分,存儲器配置（片內(nèi)RAM）,51

7、片內(nèi)RAM 128字節(jié)（00H7FH） 89C52片內(nèi)RAM 256字節(jié)（00H0FFH）,00H,20H,2FH,7FH,1FH,30H,80H,FFH,52子系列才有 的RAM區(qū),普通RAM區(qū),位尋址區(qū),工作寄存器區(qū),SFR分布在80H-FFH 其中92個位可位尋址,80H,FFH,89C51 128字節(jié),89C52 256字節(jié),只能直接尋址,只能寄存器間接尋址,2020年8月12日2時55分,以DPTR或PC為基址寄存器，累加器A為變址寄存器。把兩者內(nèi)容相加，結(jié)果作為操作數(shù)的地址。 常用于查表操作。 MCS-51 MOVC A， A+DPTR ；(A+DPTR) A MOVC A， A+

8、PC； PC+1 PC， (A+PC)A,五、 變址尋址(基址+變址),Base-Register-plus-Index-Register-Indirect Addressing,2020年8月12日2時55分,如：MOVC A，A+DPTR 設(shè)DPTR=2000H，A=E0H,20E0H,47,2020年8月12日2時55分,六、 相對尋址,Relative Addressing,當(dāng)前PC值加上指令中規(guī)定的偏移量 rel，構(gòu)成實際的操作數(shù)地址 例： SJMP rel 操作：跳轉(zhuǎn)到的目的地址 = 當(dāng)前16位PC值 + rel,2020年8月12日2時55分,注意： 1）“當(dāng)前PC值”指程序中下

9、一條指令所在的首地址， 是一個16位數(shù)； 2）符號“rel”表示“偏移量”,是一個帶符號的單字 節(jié)數(shù),范圍是:-128+127(80H7FH),在實際編程中，“rel” 通常用標(biāo)號代替,2020年8月12日2時55分,如：JC 23H,1025H,23H,1002H,當(dāng)前PC,2020年8月12日2時55分,對片內(nèi)RAM的位尋址區(qū)和某些可位尋址的特殊功能寄存器進行位操作時的尋址方式。 如: SETB 3DH; 將27H.5位置1 CLR C ；Cy位清0,七 位尋址 Bit Addressing,操作數(shù)在片內(nèi)RAM位地址區(qū)或SFR某些位中,2020年8月12日2時55分,尋址方式涉及的存儲器空

10、間,2020年8月12日2時55分,3.3 數(shù)據(jù)傳送類指令（29條） Data Transfer Instruction,2020年8月12日2時55分,MCS-51 助記符： 助記符： MOV、MOVX、MOVC XCH、XCHD、SWAP PUSH、POP 源操作數(shù)尋址方式（5種）： 立即尋址、直接尋址、寄存器尋址、 寄存器間接尋址、變址尋址。 目的操作數(shù)尋址方式（3種）： 直接尋址、寄存器尋址、寄存器間接尋址； 除了目的操作數(shù)為ACC的指令影響奇偶標(biāo)志P外， 一般不影響標(biāo)志位。,2020年8月12日2時55分,Acc 累加器,Direct 直接尋址,Ri 間接尋址,Rn 寄存器,#dat

11、a 立即數(shù),Rn： R0R7 Ri： R0，R1 #data：8位立即數(shù) #data16：16位立即數(shù) direct：直接地址 rel： 8位帶符號偏移量,內(nèi)部存儲器間傳送指令 (16條)： MOV 類指令的操作方向總是后面的操作數(shù) 指向前面的操作數(shù)！ 例:MOV A，30H （A）（30H）,2020年8月12日2時55分,MOV A, R0 MOV A, direct MOV A, Ri MOV A, data 這組指令的功能是：把源操作數(shù)的內(nèi)容送入累加器A。 例如: MOV A, 10H； 該指令執(zhí)行時將立即數(shù) 10H送入累加器A中。,1. 數(shù)據(jù)傳送到累加器A的指令（4條）,2020年8

12、月12日2時55分,2. 數(shù)據(jù)傳送到工作寄存器Rn的指令（3條） MOV Rn, A MOV Rn, direct MOV Rn, data,2020年8月12日2時55分,這組指令的功能是: 把源操作數(shù)的內(nèi)容送入當(dāng)前工作寄存器區(qū)的R0R7中的某一個寄存器。指令中Rn在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器中的地址由當(dāng)前的工作寄存器區(qū)選擇位RS1、RS0 確定, 可以是 00H07H、08H0FH、10H17H、18H1FH。 例如: MOV R0, A, 若當(dāng)前RS1、RS0 設(shè)置為 00 (即工作寄存器 0 區(qū)), 執(zhí)行該指令時，將累加器A中的數(shù)據(jù)傳送至工作寄存器R0(內(nèi)部RAM 00H)單元中。,2020年8月

13、12日2時55分,3. 數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部RAM單元或特殊功能寄存器SFR的指令 （8條） MOV direct, A MOV direct, Rn MOV direct, direct MOV direct, Ri MOV direct, data MOV Ri, A MOV Ri, direct MOV Ri, data,2020年8月12日2時55分,這組指令的功能是：把源操作數(shù)的內(nèi)容送入內(nèi)部RAM單元或特殊功能寄存器。其中第三條指令和第五條指令都是三字節(jié)指令。第三條指令的功能很強, 能實現(xiàn)內(nèi)部RAM之間、特殊功能寄存器之間或特殊功能寄存器與內(nèi)部RAM之間的直接數(shù)據(jù)傳送。,2020年8月12

14、日2時55分,4、 十六位數(shù)的傳遞指令（1條）,MOV DPTR，#data16 8051是一種8位機，這是唯一的一條16位立即數(shù)傳遞指令。功能：將一個16位的立即數(shù)送入DPTR中去。其中高8位送入DPH，低8位送入DPL。,2020年8月12日2時55分,例：MOV DPTR，#1234H執(zhí)行完了之后DPH中的值為12H，DPL中的值為34H。如果我們分別向DPH，DPL送數(shù)，則結(jié)果也一樣。 如下面兩條指令： MOV DPH，#35H MOV DPL，#12H。 則就相當(dāng)于執(zhí)行了 MOV DPTR，#3512H。,2020年8月12日2時55分,5、 累加器A與片外RAM之間的數(shù)據(jù)傳遞類指令

15、(4條),MOVX A，Ri MOVX Ri，A MOVX A，DPTR MOVX DPTR，A,2020年8月12日2時55分,說明： 1.在51中，與外部存儲器RAM打交道的只可以是A累加器。所有需要送入外部RAM的數(shù)據(jù)必需要通過A送去，而所有要讀入的外部RAM中的數(shù)據(jù)也必需通過A讀入。 在此我們可以看出內(nèi)外部RAM的區(qū)別了，內(nèi)部RAM間可以直接進行數(shù)據(jù)的傳遞，而外部則不行。 比如，要將外部RAM中某一單元（設(shè)為0100H單元的數(shù)據(jù)）送入另一個單元（設(shè)為0200H單元），也必須先將0100H單元中的內(nèi)容讀入A，然后再送到0200H單元中去。,2020年8月12日2時55分,2.要讀或?qū)懲獠?/p>

16、的RAM，當(dāng)然也必須要知道RAM的地址，在后兩條指令中，地址是被直接放在DPTR中的。而前兩條指令，由于Ri（即R0或R1）只是8位的寄存器，所以只提供低8位地址。高8位地址由P2口來提供。 3.使用時應(yīng)先將要讀或?qū)懙牡刂匪腿隓PTR或Ri中，然后再用讀寫命令。,2020年8月12日2時55分,例：將外部RAM中100H單元中的內(nèi)容送入外部RAM中200H單元中。 MOV DPTR，#0100H MOVX A，DPTR MOV DPTR，#0200H MOVX DPTR，A,2020年8月12日2時55分,6、 讀程序存儲器指令（2條）,MOVC A，A+DPTR MOVC A，A+PC 本組

17、指令是將ROM中的數(shù)送入A中。本組指令也被稱為查表指令，常用此指令來查一個已做好在ROM中的表格 說明：查找到的結(jié)果被放在A中，因此，本條指令執(zhí)行前后，A中的值不一定相同。,2020年8月12日2時55分,例：有一個數(shù)在R0中，要求用查表的方法確定它的平方值（此 數(shù)的取值范圍是0-5） MOV DPTR，#0100H MOV A，R0 MOVC A，A+DPTR . ORG 0100H DB 0,1,4,9,16,25,如果R0中的值為2，則最終地址為0100H+2為0102H，到0102H單元中找到的是4。,2020年8月12日2時55分,1.給出依次執(zhí)行每條指令后的結(jié)果,MOV 23H，#

18、30H MOV 12H，#34H MOV R0，#23H MOV R7，12H MOV R1，#12H MOV A，R0 MOV 34H，R1 MOV 45H，34H MOV DPTR，#6712H MOV 12H，DPH MOV R0，DPL MOV A，R0,；(23H)=30H ；(12H)=34H ；(R0)=23H,；(R7)=34H ；(R1)=12H ；(A)=30H,；(34H)=34H ；(45H)=34H ；(DPTR)=6712H,；(12H)=67H ；(R0)=12H ；(A)=67H,內(nèi)部RAM,2020年8月12日2時55分,2、在8051單片機片內(nèi)RAM中，已知

19、（30H）38H，（38H）40H，（40H）48H，（48H）90H，請分析依次執(zhí)行下面指令的結(jié)果。 MOVA，40H MOVR0，A MOVP1，0F0H MOVR0，30H MOVDPTR，3848H MOV40H，38H MOVR0，30H MOV90H，R0 MOV18H，30H MOVA，R0 MOVP2，P1,; (A)=48H ; (R0)=48H ; (P1)=0F0H ; (48H)=38H ; (DPTR)=3848H ; (40H)=40H ; (R0)=38H ; (90H)=38H ; (18H)=30H ; (A)=40H ; (P2)=0F0H,2020年8月1

20、2日2時55分,3、請用數(shù)據(jù)傳送指令來實現(xiàn)下列要求的數(shù)據(jù)傳送。 （1）把R0的內(nèi)容送到R1 （2）內(nèi)部RAM20H單元的內(nèi)容傳送到A中。 （3）外部RAM2000H單元的內(nèi)容送到R0。 （4）外部ROM1000H單元的內(nèi)容送內(nèi)部RAM20H單元。,2020年8月12日2時55分,7、 堆棧操作（2條）,PUSH direct ；SPSP+1，(SP)(direct) POP direct ; (direct) (SP), SPSP-1 第一條為壓入指令，就是將direct中的內(nèi)容送入堆棧中，第二條為彈出指令，就是將堆棧中的內(nèi)容送回到direct中。,2020年8月12日2時55分,例： MOV